近日，我系陈颖军教授课题组在Environmental Science & Technology上发表补充封面文章“Finer Particle Size Distribution and Potential Higher Toxicity of Elemental Carbon and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Emitted by Ships after Fuel Oil Quality Improvement”。文章强调了船用燃料油的品质提升可以显著减少大多数污染物的排放，但也可能使一些毒害性污染物（如元素碳和多环芳烃）的粒径分布趋细，从而对人体健康产生新的风险。

船舶作为全球货物运输的最重要载体，其废气排放对沿海地区和港口城市环境空气影响及人体健康危害已受到普遍重视。近年来，为了响应国际及国内船舶排放控制政策，船用燃油品质持续提升（例如，在全球范围内要求海洋船舶使用含硫量低于0.5%的低硫油，在我国内河及海南水域则要求船舶使用含硫量低于0.1%的超低硫油），相应的船舶污染排放特征亟须重新评估。

该课题组近期对9条不同吨位的在用船舶（远洋船舶、沿海船舶、内河船舶，载重量从1000吨到20万吨）排放的尾气成分开展了实船测量，结合两种油品（硫含量<0.5%的HFO和<0.1%的MGO）、发动机类型（主、辅发动机）及其不同的负荷水平（25%、50%、75%、100%）等条件的对比分析，发现MGO相比于HFO，元素碳（EC）和多环芳烃（PAHs）的排放因子分别下降了30%和45%，说明油品提升对船舶污染物排放有总体改善的效果。

图 Emission factors of PAHs under different fuel types (a), ship types (b), engine loads (c), and engine types (d). The box plot shows emission factors for PAHs (mg/kg), while the ring chart displays the proportion of PAHs with varying numbers of rings.

然而，进一步结合高分辨率的粒径分级的组成分析发现，油品提升会导致EC和PAHs的粒径分布显著趋细，显著增加了PAHs在超细粒径段上的分布：使用HFO和MGO，在PM_0.1上的PAHs排放因子分别为15.5±6.3和86.5±2.9 μg/kg，在全粒径段PAHs的占比提高一个数量级，即油品提升导致分布在更易进入呼吸系统的超细粒径段的高毒性污染物更加富集。结合多种毒性评估方法计算，发现油品提升后船舶排放超细颗粒物的毒性当量升高约3倍，因而从健康风险的角度应该引起高度关注。

图 Toxic equivalent quantity of carcinogenicity (a) and respiratory toxic (b) and BaPeq (c) caused by PAHs. The images in the upper right represents the toxicity equivalent quantity of PM0.1.

论文第一作者为我系毕业的刘泽宇博士，陈颖军教授和中科院地球环境研究所韩永明研究员为共同通讯作者，研究合作者包括我系张艳教授、上海大学冯艳丽教授、华东师范大学张帆副教授等。该项研究工作得到了多项国家自然基金项目的资助。

论文信息：Liu, Z.; Chen, Y.; Zhang, Y. et al. Finer Particle Size Distribution and Potential Higher Toxicity of Elemental Carbon and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Emitted by Ships after Fuel Oil Quality Improvement. Environ Sci Technol 2024, 58, (36), 16006-16015.

论文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c01183

供稿：陈颖军课题组

编辑：潘翔宇

审核：张立武